光伏电站的容量如何划分大,中,小电站的?谢谢!
光伏发电系统按容量的大小可分为小型、中型和大型发电系统
小型的户用型系统一般安装在居民家庭的自有屋顶,容量一般为3kW-10kW不等,由光伏组件、组串式逆变器、交直流电缆和并网配电箱等组成,其系统结构较为简单。
而中大型的光伏电站结构则复杂的多,通常由光伏组件、直流汇流箱、集中逆变器、箱式变压器、高压开关柜、主变压器、交直流电缆、外送高压线路等组成,容量一般为MW级别。
不同类型的发电系统由于其设备组成、布置方式和设备数量上存在区别,那么系统效率(或称为PR)也会存在一定的差异。
大型电站的系统效率平均为80%左右(由于电站质量的不同,据相关文献记载,首年系统效率范围从75%-84%不等),损耗主要由光伏方阵的吸收损耗、低压和高压线缆损耗、逆变器及变压器设备损耗等组成,而户用光伏发电系统由于设备较少、线缆长度较短,在无阴影遮挡损失的情况下,系统效率可比同地区地面电站高4-10%。
中国规定将水电站分为五等,其中:
装机容量大于75万kW为一等〔大(1)型水电站〕,75万~25万kW为二等〔大(2)型水电站〕,25万~2.5万kW为三等〔中型水电站〕,2.5万~0.05万kw为四等〔小(1)型水电站〕,小于0.05万kW为五等〔小(2)型水电站〕;但统计上常将1.2万kW以下作为小水电站。
水利部数据表示,目前我国共建成农村水电站4.7万多座,装机容量7300多万千瓦,年发电量2200多亿千瓦时,装机容量和发电量约占全国水电的24%,农村水能资源开发率达57%。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。
1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。
太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
太阳能每秒钟到达地面的能量高达800兆瓦时,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。
1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。
而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。
瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。
商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
1、光伏组件(太阳能光伏板):将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封成太阳电池组件,组件封装质量的好坏决定了太阳电池组件的使用寿命及可靠性。组件需要定期维护清洁,提高光电转化效率。
2、逆变器:组件产生的电流是直流电流,需要转化为交流电使用,逆变器所做的就是这一功能。逆变器可分为单相、三相等,需要跟实际的组件发电功率相匹配,一般三相的功率大于单相,如安装了15KW的组件,对应安装一个17KW的三相逆变器。
光伏发电的好处:
光伏发电全产业链的清洁低碳更是让这种修复效应得到了进一步放大。
随着技术不断进步,电池、组件生产与电站施工所消耗的能量已经越来越低,每瓦只要1.3kWh左右。也就是说,在陕北这样光照充足的地区,只要一年左右,就能产生足够的清洁电力“抵消”前期能耗,之后二十多年不断为低碳可持续发展做出贡献。
2.1、光伏发电站根据是否并网分类
光伏发电站根据是否并网分为:离网光伏发电系统 ; 并网光伏发电系统 。
离网光伏发电系统适用没有并网或并网电力不稳定的地区,离网光伏系统通常由太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电池组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天发电储存在蓄电池组中,用于在夜间或在多云或下雨的日子提供电力。离网电站的规模和应用形式各异,系统规模跨度很大,小到0.3~2W的太阳能庭院灯,大到kW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样,在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一,但其组成结构和工作原理基本相同。
并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电,并实现与电网连接并向电网输送电能。这种发电系统的灵活性在于,在日照较强时,光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网;而当日照不足,即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时,又可从电网索取电能为负载供电。并网电站又分为集中式地面电站 :集中安装在地面区域的光伏电站, 一般采用高压、特高压并网。分布式屋顶电站:组件安装在屋顶的光伏电站,多数为380V电压并网, 自发自用。光伏大棚:光伏电站与农业大棚相结合,一般采用高压并网。
2.2、光伏发电站按安装容量分类
光伏发电系统按安装容量可分为下列三种系统:
小型光伏发电系统安装容量小于或等于1MWp;中型光伏发电系统安装容量大于lMWp和小于或等于30MWp;大型光伏发电系统安装容量大于30MWp。
大中型集中式地面光伏电站的基本特点是:光伏电站安装整体容量大, 占地面积广阔; 很多电站是建设在偏僻的人烟稀少的地方,光伏电站土建工程量较大; 为了光伏电站正常运行与维护, 光伏电站需要专业人员驻守维护,相应的附属设施较多。 大中型集中式地面光伏电站通常由太阳能光伏组件方阵、 光伏逆变/光伏电气系统和光伏电站并网接入系统等三大部分组成。大中型集中式地面光伏电站的基本器件与设备包括:光伏方阵、 光伏方阵地基/基础/支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、 交流配电柜、 高压柜(进线柜、出线柜) 、计量柜、 电能监测仪、 升压变压器、消防配套设施等设备,另外还有电站监控装置和环境监测装置等。
分布式发电(Distributed Generation,简称DG), 通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦(也有的建议限制在30~50兆瓦以下)的小型模块化、分散式、 布置在用电用户附近的高效、可靠的发电单元。分布式 屋顶并 网光伏电站基本组成通常包括如下几个部分:与 建筑屋面结合的基础、 光伏方阵光伏方阵支架安装形式、光伏组件方阵布局、光伏直流/交流电气 结构、 并网接入部分等。大部分分布式光伏电 站与集中式光伏电站相比安装容量偏小 、接入电压等级较低,接近负荷,对电网影响小等特点,可以应用在大中型工业 厂房、公 共建筑以及居民屋顶等建筑上。
光伏农业科技大棚是一种与农业生产相结合, 棚顶太阳能发电、 棚内发展农业生产的新型光伏系统工程,是现代农业发展的一种新模式。 它通过建设棚顶光伏电力工程实现清洁能源发电,最终并入国家电网,同时在棚下将光伏科技与现代物理农业发展有机结合,发展现代物理高效农业,探索农作物生产安全高效新模式,有效地利用有限的资源、 空间, 提高单位土地经济效益。
2.3、根据并网光伏电站的接入电压等级分类
根据光伏电站接入电网的电压等级可分为小型、 中型和大型光伏电站。
小型光伏电站-通过380V电压等级接入电网的光伏电站。
中型光伏电站-通过10㎸~35kV电压等级接入电网的光伏电站。
大型光伏站-通过66㎸及以上电压等级接入电网的光伏电站。
1、太阳辐射量:太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置,光照辐射强度直接影响着发电量。各地区的太阳能辐射量数据可以通过NASA气象资料查询网站获取,也可以借助光伏设计软件例如PV-SYS、RETScreen得到。
2、太阳能电池组件的倾斜角度:从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发电量的计算。最佳倾角与项目所在地的纬度有关。大致经验值如下:
A、纬度0°~25°,倾斜角等于纬度
B、纬度26°~40°,倾角等于纬度加5°~10°
C、纬度41°~55°,倾角等于纬度加10°~15°
3、太阳能电池组件转化效率
4、系统损失:和所有产品一样,电站在长达25年的寿命周期中,组件效率、电气元件性能会逐步降低,发电量随之逐年递减。除去这些自然老化的因素之外,还有组件、逆变器的质量问题,线路布局、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。一般光伏电站的财务模型中,系统发电量三年递减约5%,20年后发电量递减到80%。
5、组合损失:凡是串联就会由于组件的电流差异造成电流损失并联就会由于组件的电压差异造成电压损失而组合损失可达到8%以上,中国工程建设标准化协会标准规定小于10%。
提醒:因此为了减低组合损失,应注意:
1)应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。
2)组件的衰减特性尽可能一致。